Концепции современного естествознания. Биология. Анисимов А.П. - 41 стр.

ядрах, хорошо окрашиваемые (отсюда и название: от греческих chroma - окраска, цвет
и soma - тело) и видимые во время деления клетки. Гораздо позднее - в 40-е годы XX
века состоялось открытие ДНК и ее связи с хромосомами, а в 50-60-е годы установлена
структура ДНК, выяснены причинные связи ДНК и белков, то есть генотипа и
фенотипа.
        Итак, в середине XX века состоялись великие научные открытия, обозначившие
начало молекулярно-биологической революции в естествознании. Молодые
исследователи Джеймс Уотсон из США и Френсис Крик из Великобритании в 1953
году расшифровали строение молекулы ДНК - материального носителя генетической
информации (см. сегмент 7 и рис. 2). Следом был раскрыт и механизм передачи
информации с ДНК на синтезируемый белок. Абстрактное до сих пор понятие гена
приобрело материальный смысл и получило функциональное объяснение. Принцип
функционирования ДНК (гена)при реализации наследственной информации был
обозначен как центральная догма молекулярной биологии. Вот ее краткая формула:
ДНК Æ РНК Æ белок.
        Оставляя пока в стороне РНК, выделим самую суть догмы: информация о
первичной структуре белка (например, какого-либо фермента) заключена в молекуле
ДНК, то есть в молекулярной структуре гена. Процесс передачи информации
однонаправленный: по ДНК можно построить белок, но обратный процесс - синтез
ДНК по белку - не возможен. Вспомним, что белок и ДНК являются полимерами, но у
них разные мономеры: аминокислоты в белке и нуклеотиды в ДНК (см. сегмент 7 и
рис. 2). Таким образом, принцип кодирования белка с помощью ДНК состоит в том,
что последовательность (порядок чередования) мономеров-аминокислот в белке
зависит от последовательности мономеров-нуклеотидов в молекуле ДНК. Важно
понимать, что процесс «передачи информации» от ДНК на белок означает реакцию
синтеза белка, то есть процесс сборки новой полимерной белковой цепи из отдельных
аминокислот, которые поступают в клетку в качестве пищи.
        Как видно из формулы центральной догмы, передача информации, то есть
синтез белка, осуществляется с помощью особого посредника - молекулы
информационной РНК (рибонуклеиновая кислота). РНК, как и ДНК, состоит из 4
типов нуклеотидов (только тимин - Т заменен на близкий ему урацил - У), но в отличие
от ДНК представляет одноцепочечный полимер (см. сегмент 7 и рис. 2). РНК
синтезируется из свободных нуклеотидов на одной из цепей молекулы ДНК по
принципу комплементарности (дополнительности) и фактически является рабочей
копией гена, так как ее нуклеотиды повторяют нуклеотидный набор одной из цепей
ДНК (рис. 13). Этот этап называется транскрипцией (от латинского transcriptio -
переписывание) и осуществляется в ядре клетки, где хранится ДНК. Теперь РНК
переходит в цитоплазму, и по ней идет синтез белка с помощью так называемых
транспортных РНК и специальных органоидов рибосом. Транспортные РНК выступают
в роли «переводчика» с 4-буквенного языка нуклеотидов на 20-буквенный язык
аминокислот, что следует из их структуры. Один конец тРНК имеет вывернутый
наружу триплет (тройку) нуклеотидов - антикодон, который присоединяется к
комплементарному триплету иРНК - кодону, а другой конец держит аминокислоту,
строго соответствующую данному антикодону. Когда две молекулы тРНК,
нагруженные аминокислотами, сойдутся на соседних кодонах иРНК, рибосома
обеспечивает соединение висящих аминокислот (см. рис. 13). Так, шаг за шагом
осуществляется синтез полимерной цепи белка. Этот второй этап передачи
информации от РНК к белку называется трансляцией (от латинского translatio -
передача). Как видно, генетический код является триплетным - он устроен так, что
трем нуклеотидам цепи ДНК (РНК) соответствует одна аминокислота белковой цепи.
Рис. 13